近几年来,随着智能传感器的发展,智能温度传感器也从传统的模拟式向数字化、智能化的方向发展。在智能温度传感器中,软件和硬件的合理配合既可以增强传感器的功能、提高传感器的精度,又可以使温度传感器的结构 为简单和紧凑,使用 加方便。将智能温度传感器的软件和硬件相结合就是将温度传感器与各种微处理器结合,连接到网络中,通过智能理论(人工智能技术、神经网技术、模糊技术等)对采样数据进行处理,形成带有信号处理、温度控制、逻辑功能等一系列功能的智能温度传感器。
(1)传感器信号数字化
在设计带有传感器的系统时, 先会建立传感器对被测物理量的响应的数学模型,以及信号调理电路对传感器输出信号的期望响应的数学模型,然后用电路实现这些数学模型。尽管这些模型都很好,但是这些模型与实际电路的响应有偏差,这是因为数字不会随时间而改变。正是这个原因,如今的设计中包含模一数转换电路,它负责将模拟信号转换为数字量,那么就能通过微处理器中运行的软件来完成信息处理。模一数转换器其实就是一枚单片的半导体器件,它能够准确地、稳定地工作于变化的环境中,大多数的环境补偿电路都可以集成到ADC器件中,减少了系统的器件总数,无论从系统性能还是商业前景的角度来看,都是大有益处的。
(2)增加智能化
传感器信号被数字化之后,主要有两种途径来对这些数据进行处理,从而实现算法定义的功能。 种是采用的数字硬件电路,通件连线实现我们设计的算法;另一种则是采用微处理器完成。一般来说,硬件比微处理器系统的速度 快,但是其成本较高并且缺乏灵活性。当不需要硬件那么高的运算速度时,由于微处理器适用的场合 广泛,因此具有 的设计灵活性,设计成本 低。
系统具有了智能的特点,就可以解决自动完成标定,通过纯数学的处理算法器件漂移,甚至还能通过定期监控环境条件自动进行适当的调整来补偿环境变化。可见,只要赋予系统一个“大脑”,就能实现许多人们想实现的功能。
(3)实现而的通信
实现传感器数据共享,就可以很容易地扩大那些需要共享传感器输出信号的系统的规模。由于传感器定的输出信号是数字的,因此能够地实现共享。就像在人类的世界中共享信息后会使信息量增大一样,与本系统或者其它系统中的某个部件共享传感器测量值后也会使系统的总测量值变多。为了实现传感器数据共享的目标, 装备带有标准通信接口的智能传感器,使它们能与其他部件交换信息。通过标准通信方式,尽可能广泛、简便和地共享传感器输出信号,从而 大限度地发挥传感器及其产生信息的作用。
(4)智能传感器的生成
如今,智能传感器就是把上述的三个特点结合在一起,即:含有用于测量的一个或者多个敏感元件;具有用于分析敏感元件所测结果的运算元件;与外界相连的通信接口,它使传感器能在一个 大的系统中与其他部件交换信息。其中后面两点是智能传感器与常规传感器的主要区别,智能传感器具有将数据直接转变为信息的能力,能在本地使用信息,还能将信息传输至系统中的其他部件,这些都是常规的传感器无法做到的。